摘要:煉鐵地下料倉(cāng)作為高爐原料的存運(yùn)設(shè)施,由于超期超負(fù)荷服役,存在諸多不安全因素。本文介紹了地下料倉(cāng)加固方案及措施,通過(guò)實(shí)踐證明,該加固方案技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,措施得當(dāng)。
關(guān)鍵詞:地下料倉(cāng);加固
1 工程概況
高爐地下料倉(cāng)投用于上世紀(jì)70年代初,原設(shè)計(jì)僅用來(lái)給4座高爐貯運(yùn)燒結(jié)礦和塊礦。30多年來(lái),隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,每個(gè)料倉(cāng)增加荷載500噸左右。料倉(cāng)的皮帶通廊位于地面以下,通廊墻壁采用毛石砌筑,墻壁下為毛石基礎(chǔ),料倉(cāng)、料斗支承在鋼梁上,鋼梁支承在毛石墻上。地面以上采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其料倉(cāng)底層平面見(jiàn)圖1。
由于超期超負(fù)荷服役造成料倉(cāng)基礎(chǔ)、立柱基礎(chǔ)下沉、裂紋。由于地勢(shì)較低,每到雨季料倉(cāng)墻壁滲水,通廊內(nèi)積水,已嚴(yán)重危及到原料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的安全生產(chǎn),該廠每年都撥出資金進(jìn)行維修,但都不能從根本上解決問(wèn)題。
2 加固方案的確定
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察及承載力驗(yàn)算情況,地下料倉(cāng)及通廊存在以下問(wèn)題:⑴地基沉降不均勻造成通廊地板及墻壁上的裂縫;⑵毛石墻地基承載力及抗傾覆能力不滿足規(guī)范要求;⑶地下通廊南側(cè)墻滲水嚴(yán)重,影響結(jié)構(gòu)安全及正常使用。⑷18軸線框架柱截面尺寸偏小,且混凝土碳化比較嚴(yán)重,承載力不滿足要求。⑸框架邊梁及次梁混凝土強(qiáng)度雖滿足原設(shè)計(jì)要求,但鋼筋銹蝕嚴(yán)重,混凝土碳化較深,構(gòu)件承載力嚴(yán)重降低。若采用地下料倉(cāng)易地重建方案,勢(shì)必增加投資,大大延長(zhǎng)施工周期,且影響高爐生產(chǎn)。因地制宜,結(jié)合實(shí)際,一切以簡(jiǎn)化施工、節(jié)約投資、安全可靠為原則,確定地下料倉(cāng)加固方案。
采用微型樁托換方式對(duì)料倉(cāng)基礎(chǔ)進(jìn)行加固;將立柱、地梁、連梁和原頂部鋼梁組成一個(gè)封閉的框架體系,增加整體剛度,從而控制毛石擋墻的側(cè)向和豎向變形;在沿毛石擋墻外側(cè)布置2至3排注漿孔,以減少擋墻所受到的土壓力,增加其穩(wěn)定性;墻體采用噴射澆注混凝土施工法等。
3 加固措施
3.1 基礎(chǔ)加固:
3.1.1 微型樁具有承載力高、沉降小、施工靈活方便等優(yōu)點(diǎn),采用微型樁托換方式對(duì)料倉(cāng)基礎(chǔ)部分進(jìn)行加固,料倉(cāng)基礎(chǔ)加固見(jiàn)圖2。
3.1.2 微型樁采用低高壓二次注樁,有效樁長(zhǎng)4m,設(shè)計(jì)單樁承載力為100kN。采用混凝土取芯機(jī)在面層上成孔,孔距為700mm(沿墻長(zhǎng)方向設(shè)一排),成孔直徑為100mm,插入Φ32高壓注漿管,孔底1m填注1.0-1.5mm的小石子,然后將低壓注漿管插入孔內(nèi),壓力注1:0.3水泥砂漿,注漿壓力為0.2Mpa。低壓砂漿完成24小時(shí)后進(jìn)行高壓注漿,材料采用純水泥漿,水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.6-1.0,注漿壓力為1.5-2.5Mpa。高壓注漿管采用Φ32的鋼管,底部1m加工成花管形狀,花管按300mm的行距,圓周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡膠膜對(duì)圓孔封蓋。注漿管與地梁基礎(chǔ)主筋焊接。
3.2 擋墻加固
3.2.1 沿毛石基礎(chǔ)擴(kuò)展部分澆注鋼筋混凝土地梁,兩條地梁間采用連梁連接,地梁在原鋼梁連接部位做立柱,頂部與鋼梁連接。立柱、地梁、連梁和原頂部鋼梁組成一個(gè)封閉的框架體系,增加整體剛度,從而控制毛石擋墻的側(cè)向和豎向變形。立柱的設(shè)置與原頂部鋼梁的位置一致。立柱、地梁、連梁、鋼梁連接示意圖見(jiàn)圖3。由于施工條件限制,為保證加固效果,采用自密實(shí)細(xì)石混凝土澆注地梁、立柱和連梁。
3.2.2 在土壓力較小一側(cè)沿毛石擋墻外側(cè)布置二排注漿孔,在土壓力較大一側(cè)沿毛石擋墻外側(cè)布置三排注漿孔,呈梅花形布置,以減少擋墻所受到的土壓力,增加其穩(wěn)定性。注漿孔平、剖面見(jiàn)圖4。注漿壓力采用1.0-2.0Mpa,水灰比0.6-1.0。高壓注漿管采用機(jī)械成孔,成孔直徑Φ100mm,注漿材料采用純水泥漿,水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥。注漿管采用Φ32的鋼管,加工成花管形狀,花管按300mm的行距,圓周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡膠膜對(duì)圓孔封蓋。注管漿周?chē)捎蒙暗[石填至地表1.0m處,然后用水泥砂漿封上部1.0m。
3.2.3 墻體采用噴射澆注100mm厚混凝土,噴射混凝土配比為水泥:砂:石子=1:2:2。采用化學(xué)植筋連接噴射面層墻與毛石墻,植筋間距為500mm,呈梅花形布置。墻體加固見(jiàn)圖5。
3.3 框架柱、梁加固
3.3.1 對(duì)18軸線框架柱采用加大截面進(jìn)行加固,每邊加寬300mm,外包5mm厚的鋼板,并在鋼板外側(cè)柱角加角鋼,鋼板內(nèi)澆注細(xì)石混凝土。
3.3.2 框架主、次梁采用包角鋼進(jìn)行加固。
4 結(jié)語(yǔ)
地下料倉(cāng)通過(guò)采用微型樁托換方式等綜合技術(shù)措施進(jìn)行加固,使之滿足地下料倉(cāng)安全、儲(chǔ)運(yùn)的正常使用。此項(xiàng)加固方案具有投資省、施工工期短,且不影響生產(chǎn)的特點(diǎn)。實(shí)踐證明該加固方案技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,加固措施行之有效,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。